[0001] 背景
[0002] 本公开总体上涉及
头戴式显示器(HMD)系统，且更具体地涉及在HMD系统的
电子显示器中制造可变高度的微像素。
[0003] 头戴式显示器(HMD)向用户呈现可视媒体。传统的HMD通常具有显示元件，该显示元件生成图像光，该图像光在到达用户眼睛之前穿过光学系统。在传统的光学系统中，每个像素位于显示元件的同一平坦表面上。传统HMD中像素的这种平面配置经常导致呈现给用户的内容的光学失真(例如色差(chromatic aberration)、像场弯曲(field curvature))。
[0004] 概述
[0005] 头戴式显示器(HMD)向用户呈现可视媒体。HMD包括
光源和光学
块。光源包括第一子像素(sub-pixel)和第二子像素。第一子像素在第一高度处安装在第一组微
凸块(microbump)上，并且第一子像素发射第一光学频带内的光。第二子像素在第二高度处安装在第二组微凸块上，并且第二子像素在不同于第一光学频带的第二光学频带上发射光。光学块接收来自光源的图像光，并将图像光引导至视窗(eyebox)。第一高度和第二高度被配置成减轻光学块中的纵向色差。光源还基于改变第一高度和第二高度来对光学块的像场弯曲进行校正。在一些配置中，光源包括第三子像素，该第三子像素安装在距衬底第三高度处的第三组微凸块上，第三高度不同于第二高度，并且第三子像素在不同于第一光学频带和第二光学频带的第三光学频带上发射光。在一些
实施例中，第一子像素、第二子像素和第三子像素中的每一个都包括多个发光元件。
[0006] 在一些实施例中，衬底可以被微加工(micromachine)以改变衬底的厚度，从而减轻光学块中的纵向色差。在替代实施例中，衬底可以沉积有一个或更多个附加层(additive layer)，以实现衬底的厚度
阈值，从而减轻光学块中的纵向色差。在不同的实施例中，第一子像素包括补偿来自衬底的应
力的模板层。
[0007] 在涉及头戴式显示器(HMD)和电子显示器的所附
权利要求中具体公开了根据本
发明的实施例，其中，在一个权利要求类别(例如，HMD)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如，显示器、系统、存储介质、
计算机程序产品和方法)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。
[0008] 在根据本发明的实施例中，头戴式显示器可以包括：
[0009] 光源，其包括被配置成发射图像光的多个像素元件，该图像光包括至少两个不同光学频带的光，该光源还包括：
[0010] 第一子像素，其安装在距衬底第一高度处的第一组微凸块上，并被配置成发射第一光学频带内的光，以及
[0011] 第二子像素，其安装在距衬底第二高度处的第二组微凸块上，第二高度不同于第一高度，并且第二子像素被配置成在不同于第一光学频带的第二光学频带上发射光，第一子像素和第二子像素中的每一个包括多个发光元件；以及
[0012] 光学块，其被配置成接收来自光源的图像光，并将图像光引导至视窗，其中第一高度和第二高度被配置成减轻光学块中的纵向色差。
[0013] 光源可以包括第三子像素，第三子像素安装在距衬底第三高度处的第三组微凸块上，第三高度不同于第二高度，并且第三子像素可以被配置成在不同于第一光学频带和第二光学频带的第三光学频带上发射光，第三子像素可以包括多个发光元件。
[0014] 衬底可以在衬底上的一个或更多个
位置处被微加工至厚度阈值，以安装第三子像素，该厚度阈值可以基于第一高度和第二高度来被确定，以减轻光学块中的纵向色差。
[0015] 厚度阈值可以通过在衬底上沉积一个或更多个附加层以形成一个或更多个支座部分来被实现，每个支座部分至少将第一子像素和第二子像素安装在不同于第三高度的第四高度处，以减轻光学块中的纵向色差。
[0016] 光源可以包括第一子像素和第二子像素的每一个中的模板层，该模板层可以被配置成补偿由于与衬底的晶格失配而产生的
应力。
[0017] 距衬底的第三高度可以不同于第一高度。
[0018] 第一组微凸块和第二组微凸块可以与一个或更多个平面外(out-of-plane)高度相关联，该平面外高度基于与光学块的分离距离来被确定，平面外高度与分离距离之间的差可以补偿光学块的像场弯曲。
[0019] 第一组微凸块和第二组微凸块可以安装在微加工至厚度阈值的衬底上，以减轻光学块中的纵向色差。
[0020] 第一组微凸块可以安装包括第一模板层的第一子像素，并且第二组微凸块可以安装包括不同于第一模板层的第二模板层的第二子像素，以减轻光学块中的纵向色差。
[0021] 在根据本发明的实施例中，电子显示器可以包括：
[0022] 衬底；
[0023] 多个微凸块；
[0024] 第一子像素，其在第一高度处安装在衬底上的第一组微凸块上，并被配置成发射第一光学频带内的光；以及
[0025] 第二子像素，其在不同于第一高度的第二高度处安装在衬底上的第二组微凸块上，并且第二子像素被配置成发射不同于第一光学频带的第二光学频带内的光，其中第一高度和第二高度被配置成减轻从电子显示器接收光的光学块中的纵向色差，第一子像素和第二子像素中的每一个包括多个发光元件。
[0026] 在根据本发明的实施例中，电子显示器可以包括：
[0027] 第三子像素，该第三子像素在不同于第二高度的第三高度处安装在第三组微凸块上，并且第三子像素被配置成在不同于第一光学频带和第二光学频带的第三光学频带上发射光，第三子像素包括多个发光元件。
[0028] 衬底可以在衬底上的一个或更多个位置处被微加工至厚度阈值，以安装第三子像素，该厚度阈值可以基于第一高度和第二高度来被确定，以减轻光学块中的纵向色差。
[0029] 厚度阈值可以通过在衬底上沉积一个或更多个附加层以形成一个或更多个支座部分来被实现，每个支座部分可以至少将第一子像素和第二子像素安装在不同于第三高度的第四高度处。
[0030] 距衬底的第三高度可以不同于第一高度。
[0031] 光源可以包括第一子像素和第二子像素的每一个中的模板层，该模板层可以被配置成补偿由于与衬底的晶格失配而产生的应力。
[0032] 第一组微凸块和第二组微凸块可以与一个或更多个平面外高度相关联，该平面外高度基于与光学块的分离距离来被确定，平面外高度与分离距离之间的差可以补偿光学块的像场弯曲。
[0033] 第一组微凸块和第二组微凸块可以安装在微加工至厚度阈值的衬底上，以减轻光学块中的纵向色差。
[0034] 第一组微凸块可以安装包括第一模板层的第一子像素，并且第二组微凸块可以安装包括不同于第一模板层的第二模板层的第二子像素，以减轻光学块中的纵向色差。
[0035] 在本发明的另一实施例中，一个或更多个计算机可读非暂时性存储介质体现在被执行以在根据本发明或任何上述实施例的系统中执行时可操作的
软件。
[0036] 在本发明的另一实施例中，优选地包括计算机可读非暂时性存储介质的计算机程序产品在根据本发明或任何上述实施例的系统中被使用。
[0037] 在本发明的另一实施例中，计算机实现的方法使用根据本发明或任何上述实施例的系统。
[0039] 图1A是根据至少一个实施例的HMD的示意图。
[0040] 图1B是根据实施例的图1A中HMD的前刚体的横截面。
[0041] 图2是根据实施例的像素元件，其包括使用不同高度的微凸块结合到衬底上的子像素。
[0042] 图3是根据实施例的像素元件，其包括使用高纵横比(aspect ratios)微凸块结合到凸起衬底(raised substrate)上的子像素。
[0043] 图4是根据实施例的像素元件，其包括使用不同纵横比的微凸块结合到衬底上的子像素和子像素上的模板层。
[0044] 图5A示出了根据实施例的图1A中HMD的一部分中的纵向色差(LCA)。
[0045] 图5B示出了根据实施例图1A中HMD的一部分，其被配置成减轻纵向色差(LCA)。
[0046] 图6是根据实施例的图1B的电子显示器的一部分，其包括被配置成减轻像场弯曲的多个像素元件。
[0047] 附图仅为了说明的目的而描绘本公开的实施例。本领域中的技术人员从下面的描述中将容易认识到本文示出的结构和方法的可选的实施例可以被采用而不偏离本文所述的本公开的原理和所推崇的益处。
[0048] 详细描述
[0049] 头戴式显示器(HMD)向用户呈现可视媒体。HMD包括光源和光学块。光源包括多个像素元件，这些像素元件生成对应于可视媒体的图像光。每个像素元件包括衬底、一个或更多个子像素以及具有各种纵横比的一个或更多个微凸块。在一些配置中，每个像素元件包括通过微加工或附加层沉积形成的期望厚度的衬底。光源生成不同光学频带的光，例如绿色(例如λ＝530nm)、蓝色(例如λ＝470nm)和红色(例如λ＝640nm)。在一些实施例中，一些或所有微凸块位于不同的高度，以减轻纵向色差、像场弯曲或两者。
[0050] 图1A是根据实施例的HMD 100的示意图。HMD 100是向用户呈现内容的头戴式显示器。示例内容包括图像、视频、音频或它们的某种组合。HMD 100包括显示元件(图1A中未示出)、惯性测量单元(IMU)110和多个
定位器120。如下面参考图2-图6详细描述的，显示元件包括像素元件，像素元件包括具有各种纵横比的微凸块，这些微凸块减轻了对应于呈现给HMD 100用户的内容的图像光中的色差。
[0051] IMU 110是基于测量
信号生成快速校准数据并响应于HMD 100的运动生成多个测量信号的电子设备。定位器120是相对于彼此并相对于特定参考点位于HMD 100上特定位置的对象。定位器120可以是发光
二极管(LED)、锥体棱镜(corner cube reflector)、反射标记、与HMD 100操作的环境形成对比的一种类型的光源，或者它们的某种组合。
[0052] 图1B是图1A所示的HMD 100的横截面。如图1B所示，HMD 100包括显示元件，该显示元件以减轻的色差和像场弯曲来向视窗160提供图像光。HMD 100的横截面包括电子显示器130和光学块140。为了说明的目的，图1B示出了与单只眼睛150相关联的HMD 100的横截面，而与电子显示器130分离的另一个电子显示器130向用户的另一只眼睛提供改变的图像光。
[0053] 电子显示器130呈现来自电子信号的视觉信息(即，图像光)。电子显示器130包括一个或更多个电子显示元件。电子显示元件可以是例如，
液晶显示器(LCD)、
有机发光二极管(OLED)显示器、
有源矩阵有机发光二极管显示器(AMOLED)、某种类型的
柔性显示器、或它们的某种组合。如下面参考图2-图5B详细描述的，电子显示器130包括可变高度的像素元件以减轻色差。在一些配置中，如下面参考图6详细描述的，电子显示器130可以包括可变高度的像素元件以抵消像场弯曲。
[0054] 光学块140将图像光从电子显示器130引导至视窗160。视窗160是用户的眼睛150占据的空间区域。光学块140包括由材料(例如塑料、玻璃等)组成的一个或更多个光学元件，该材料具有有效最小化HMD 100的重量的合适的折射率。光学元件可以起到下列作用，例如，校正从电子显示器130发射的图像光中的像差、放大从电子显示器130发射的图像光、对从电子显示器130发射的图像光进行某种其他光学调节、或者它们的某种组合。光学元件的示例可以包括
光圈(aperture)、Fresnel透镜、凸透镜、凹透镜、滤光器或影响图像光的任何其他合适的光学元件。
[0055] 图2是根据实施例的像素元件200，其包括使用多个不同高度的微凸块结合到衬底210上的子像素。
[0056] 像素元件200生成图像光，以向用户的眼睛呈现可视媒体。像素元件200包括衬底210、微凸块220A、微凸块220B、微凸块230A、微凸块230B、微凸块240A、微凸块240B、第一子像素250、第一发射器255、第二子像素260、第二发射器265、第三子像素270和第三发射器
275。
[0057] 衬底210
支撑安装在衬底210上的一个或更多个物理部件。衬底210可以由包括但不限于玻璃、塑料、金属、
半导体晶圆(例如，
硅、砷化镓(gallium arsenide)、氮化镓(gallium nitride)等)、蓝
宝石(sapphire)、或它们的某种组合的材料组成。在一些配置中，衬底210可以被微加工或蚀刻(例如，薄化/
抛光湿蚀刻或干蚀刻等)，以实现衬底210的期望厚度。在替代配置中，一个或更多个附加层(例如，
电介质、光致抗蚀剂(photoresist)和聚酰亚胺(polyimide))可以沉积在衬底210上，以实现衬底210的期望厚度。
[0058] 微凸块220A、220B、230A、230B、240A和240B中的每一个将子像素(例如，第一子像素250、第二子像素260和第三子像素270)耦合到衬底210。在一些配置中，微凸块(例如，220A、220B、230A、230B、240A和/或240B)具有圆柱形形状，其具有通过改变衬底的焊盘设计或用于沉积微凸块的方法的一个或更多个沉积参数而制造的可变纵横比。微凸块的形状可以是圆柱形、环形、梯形或方形，具有直
角的或圆形的侧面轮廓。
[0059] 在一个示例中，微凸块的直径为3微米，并且高度在3微米至6微米的范围内。在另一个示例中，微凸块的直径为5微米，并且高度在5微米至10微米的范围内。通过基于沉积方法(例如电
镀、无
电沉积、溅射、物理
蒸发或它们的某种组合)的金属
合金的固态接合来形成微凸块。微凸块220A、220B、230A、230B、240A和240B由导电材料组成。例如，微凸块(220A、220B、230A、230B、240A和/或240B)由金属合金(例如CuSn-Cu、Cu-Cu、In-Au、某种其他导电材料或它们的某种组合)制成。
[0060] 第一子像素250是发射第一光学频带的光的发光元件。在一些配置中，第一子像素250由发射红色光(例如λ＝640nm)的基于GaAs的
异质结构制成。第一子像素250通过微凸块
220安装在衬底210上。在一个示例中，第一子像素250安装在特定晶体定向的n型GaAs衬底上(例如，朝向<111>平面偏离6°)。第一发射器255是生成第一光学频带的光的第一子像素
250的有源区域。在一个示例中，第一发射器255包括多个
量子阱结构(例如，GaInP/AlGaInP)，每个量子阱具有厚度阈值(例如，10nm)。第一子像素250包括多个发光元件。
[0061] 第二子像素260是发射第二光学频带的光的发光元件。在一些配置中，第一子像素250由发射绿色光(例如λ＝530nm)的基于GaN的
异质结构制成。第二子像素260通过微凸块
230安装在衬底210上。在一个示例中，第二子像素260安装在蓝宝石衬底上。第二发射器265是生成第二光学频带的光的第二子像素260的有源区域。在一个示例中，第二发射器265包括多个量子阱结构(例如，InGaN/GaN)，每个量子阱具有厚度阈值(例如，10nm)。第二子像素
260包括多个发光元件。
[0062] 第三子像素270是发射第三光学频带的光的发光元件。在一些配置中，第三子像素270由发射蓝色光(例如λ＝470nm)的基于GaN的异质结构制成。第三子像素270通过微凸块
240安装在衬底210上。在一个示例中，第三子像素270安装在蓝宝石衬底上。第三发射器275是生成第三光学频带的光的第三子像素270的有源区域。在一个示例中，第三发射器275包括多个量子阱结构(例如，InGaN/GaN)，每个量子阱具有厚度阈值(例如，10nm)。第三子像素
270包括多个发光元件。
[0063] 在一些配置中，与第一子像素250和第二子像素260相比，第三子像素270安装在相对较低的高度处(例如，11微米)。这种配置考虑了每个发光元件离光学块140的相对距离。传统的像素元件通常将其所有子像素安装在相同高度处。相反，像素元件200具有第三子像素270，其发射比来自例如，第一子像素250的光更短
波长的光。这种高度差起到减轻色差的作用，否则来自每个子像素的光传播通过光学系统时会发生色差。在一个示例中，微凸块
220A具有7微米-10微米的高度，微凸块230A具有7微米至10微米范围内的高度，并且微凸块
240A具有0微米的高度。三个微凸块220A、230A和240A中的每一个之间的高度差比每个微凸块的绝对高度更重要。在一种设计中，三个微凸块220A、230A和240A之间的高度差可以在7微米至11微米的范围内。
[0064] 在一些实施例中，像素元件200包括一个或多个子像素。一个或更多个子像素中的每一个可以安装在不同的高度处。例如，像素元件200可以包括五个子像素，并且五个子像素中的至少两个子像素可以安装在两个不同的高度处。在一些实施例中，基于子像素发射的光的波长，每个子像素被安装在一定高度处。例如，发射红光的子像素可以安装在第一高度处，发射绿光的子像素安装在小于第一高度的第二高度处，并且发射蓝光的子像素安装在小于第二高度的第三高度处。
[0065] 图3是根据实施例的像素元件300，其包括使用纵横比微凸块结合在凸起衬底上的子像素。像素元件300生成图像光，以向用户的眼睛呈现可视媒体。像素元件300包括凸起衬底310、微凸块220A、微凸块220B、微凸块230A、微凸块230B、微凸块240A、微凸块240B、第一子像素250、第二子像素260和第三子像素270。
[0066] 凸起衬底310支撑安装在凸起衬底310的不同部分上的一个或更多个物理部件。凸起衬底310由包括但不限于玻璃、塑料、金属、半导体晶圆(例如，硅、砷化镓、氮化镓等)、蓝宝石、或它们的某种组合的材料组成。在一些配置中，凸起衬底310可以在不同的定位处被微加工或蚀刻(例如，激光剥离(laser lift-off)、湿蚀刻等)，以在凸起衬底310的不同部分处获得一个或更多个期望的厚度。凸起衬底310包括厚度在0微米至11微米范围内的支座部分320。支座部分320将至少一个子像素安装在相对于凸起衬底310厚度的特定高度处。在图3的实施例中，支座部分320将第一子像素250和第二子像素260安装在相对于凸起衬底310厚度的相同高度处。在替代配置中，第一子像素250可以安装在第一支座部分(这里未示出)处，并且第二子像素260可以安装在第二支座部分(这里未示出)处，以便相对于距光学表面的距离来调节子像素的位置。
[0067] 在图3的实施例中，第一子像素250和第二子像素260使用微凸块220A和微凸块230A安装在第一高度处，而第三子像素270使用凸起衬底310上的微凸块240A安装在第二高度处。在不同的实施例中，第一子像素250使用微凸块220A安装在第一高度处，并且第二子像素使用微凸块230A安装在第二高度处。例如，第一高度至少为10微米，并且第二高度至少为10微米。第一子像素250和第二子像素260具有0微米至1微米范围内的间距。
[0068] 在替代实施例中，一个或更多个附加层(例如电介质、光致抗蚀剂和聚酰亚胺)可以沉积在凸起衬底310上，以实现支座部分320的期望厚度。在一个示例中，支座部分320具有0微米至20微米范围内的厚度。当与图2的微加工衬底210相比以获得特定高度的支座部分320时，在凸起衬底310上沉积附加层获得了具有精确厚度值的支座部分320，并且该支座部分320上更好的厚度均匀性适合于大批量制造的目的。
[0069] 在一些实施例中，像素元件300包括一个或更多个子像素。一个或更多个子像素中的每一个可以安装在不同的高度处。例如，像素元件300可以包括五个子像素，并且五个子像素中的至少两个子像素可以安装在两个不同的高度处。
[0070] 图3的像素元件300仅是像素元件的示例实施例，并且使用图2的像素元件200与图3的像素元件300的组合，几种其他变型是可能的，这里没有明确示出这些变型以免不必要地模糊实施例的各个方面。
[0071] 图4是根据实施例的像素元件400，其包括使用不同纵横比的微凸块结合在衬底210上的子像素和子像素上的模板层。
[0072] 像素元件400生成图像光，以向用户的眼睛呈现可视媒体。像素元件400包括衬底210、微凸块220A、微凸块220B、微凸块230A、微凸块230B、微凸块240A、微凸块240B、第一子像素410、模板层415、第二子像素420、模板层425和第三子像素430。衬底210可以包括一个或更多个不透明层，该不透明层通过包括但不限于激光剥离、湿化学蚀刻及其某种组合的工艺被去除。
[0073] 第一子像素410是发射第一光学频带的光的发光元件。在一些配置中，第一子像素410由发射红色光(例如λ＝640nm)的基于GaAs的异质结构制成。第一子像素410通过微凸块
220安装在衬底210上。第一子像素410类似于图2的第一子像素250，除了存在模板层415。
[0074] 模板层415是在第一子像素410生长期间添加的附加透明层，以补偿由于与衬底210晶格失配而产生的应力。模板层415是未掺杂的
外延层，选自由以下项构成的组：氮化
铝(AlN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化镓(GaN)、铟砷化镓(InGaAs)、磷化铟镓(InGaP)以及它们的某种组合。模板层415还可以包括在生长第一子像素410之后添加的一个或更多个非外延层。例如，非外延层可以包括用于我们的微组装工艺的弹性层(elayer)。
弹性层是典型地由PDMS(聚二甲基硅
氧烷)制成的透明材料。弹性层的其他选项包括硅胶(例如，Wacker Semicosil 915HT-UV可
固化，耐热高达210℃)、硅
酮橡胶(Silopren)(例如，Ultra Clear Silopren LSR 7000)或PI(聚酰亚胺，例如，Essar Stretch(一种类型的聚酰亚胺)，其显示了光学透明度，并且
温度稳定性高达300℃)。它们可以被模制成微型形状，并具有良好的粘合性能。在一些配置中，模板层415是在第一子像素410的生长期间添加的具有厚度阈值的未掺杂
缓冲层。例如，模板层415的厚度阈值在0.1微米至4微米的范围内。
[0075] 第二子像素420是发射第二光学频带的光的发光元件。在一些配置中，第二子像素420由发射绿色光(例如λ＝530nm)的基于GaN的异质结构制成。第二子像素420通过微凸块
230安装在衬底210上。第三子像素430类似于图2的第二子像素260，除了存在模板层425。
[0076] 模板层425是模板层415的实施例。在一些配置中，模板层425是在第二子像素420的生长期间添加的具有厚度阈值的未掺杂缓冲层。例如，模板层425的厚度阈值在0.1微米至4微米的范围内。
[0077] 第三子像素430是发射第三光学频带的光的发光元件。在一些配置中，第三子像素430包括在第三子像素430的生长期间添加的具有厚度阈值的未掺杂缓冲层(这里未示出)。
例如，厚度阈值在0.1微米至4微米的范围内。
[0078] 当与图2的像素元件200和图3的像素元件300的实施例相比时，像素元件400最小化了高纵横比微凸块的使用，并且也避免了在放置第三子像素430期间拾取头(pickup head)的任何干扰。拾取头拾取每个子像素，并将子像素放置在衬底210上。典型地，拾取头很大，并且涉及获得用于放置子像素的入口或间隙。在放置第一子像素410和第二子像素420之前，首先进行第三子像素430的放置。如果不首先完成，由于相邻的第二子像素420的干扰，拾取头将被限制进入并被限制将第三子像素430放置在正确的放置位置。模板层415在没有图3的像素元件300的凸起衬底310和/或图2的像素元件200的明显纵横比差异的情况下，最小化了干扰的可能性。
[0079] 在替代实施例中，像素元件400包括一个或更多个子像素。一个或更多个子像素中的每一个可以安装在不同的高度处。例如，像素元件400可以包括五个子像素，并且五个子像素中的至少两个子像素可以安装在两个不同的高度处。
[0080] 图4的像素元件400仅是像素元件的示例实施例，并且使用图2的像素元件200、图3的像素元件300与图4的像素元件400的组合，若干种其他变型是可能的，这里没有明确示出这些变型以免不必要地模糊实施例的各个方面。例如，像素元件200的第一子像素250可以包括图4的模板层415，并且第一子像素250可以安装在图3的凸起衬底310的支座部分320上。
[0081] 图5A示出了根据实施例的图1A的HMD的一部分500中的纵向色差(LCA)。
[0082] 部分500包括光学块部分505、衬底210、第一子像素250、第二子像素260和第三子像素270。光学块部分505是光学块140(如上结合图1所述)的实施例。光学块505包括光轴510。
[0083] 如图5A所示，第一子像素250、第二子像素260和第三子像素270中的每一个都安装在衬底210上。第一子像素250向光学块部分505发射红光515和红光520。光学块部分505以显著的发散引导红光515和红光520，使得用户的眼睛150将在虚像平面535处看到对应于红光515和红光520的可视媒体。第三子像素270向光学块部分505发射蓝光525和蓝光530。光学块部分505以显著的发散引导蓝光525和蓝光530，使得用户的眼睛150将在虚像平面540处看到对应于蓝光525和蓝光530的可视媒体。虚像平面535和虚像平面540关于光轴510的相对位置的差异导致当向用户眼睛150进行呈现时的纵向色差。
[0084] 图5B示出了根据实施例的图1A中HMD的一部分502，其被配置成减轻纵向色差(LCA)。
[0085] 部分502包括像素元件200的第一子像素250、第二子像素260和第三子像素270。在一些配置中，部分502可以包括(如上结合图3和图4所述的)像素元件300和像素元件400的子像素。在替代配置中，部分502可以包括某个其他像素元件，该像素元件被设计为对于由显示器发射的至少两个频带的光校正LCA。
[0086] 如图5B所示，第一子像素250、第二子像素260和第三子像素270中的每一个都安装在衬底210上。第一子像素250向光学块部分505发射红光515和红光520。光学块部分505将红光515和红光520作为平面波进行引导，该平面波对应于在无限距离处形成的虚像平面(这里未示出)。红光515和红光520以减轻的纵向色差向用户的眼睛150呈现可视媒体，因为用户的眼睛150将可视媒体解释为从无限距离离开部分502的平面波。注意，当与图5A的部分500相比时，部分502包括将LCA减轻到几十微米的像素元件。第三子像素270向光学块部分505发射蓝光525和蓝光530。光学块部分505将蓝光525和蓝光530引导至在无限距离处形成的同一虚像平面。蓝光525和蓝光530以减轻的纵向色差向用户的眼睛150呈现可视媒体。注意，在图5B的实施例中，第一子像素250和第二子像素260处于相同的相对高度，但是它们以不同的频带进行发射，相应地，可能存在一些纵向色差。然而，在大多数情形中，红光和绿光之间的像差量相当小，因此，为了例如简化制造并降低成本，第一子像素250和第二子像素260可以放置在相同的相对高度处。此外，由于眼睛对绿光最敏感，在一些实施例中，第一子像素250和第三子像素270距衬底210的距离可以被设置为使得对应的虚像平面与从第二子像素260发射的绿光的虚像平面位于同一位置。
[0087] 在一些实施例中，发射特定频带光的每个子像素被定位在距衬底210的特定距离处，以减轻所有频带光的色差。例如，第一子像素250发射红光，并且在距衬底210的第一距离处，第二子像素260发射绿光，并且在距衬底210的第二距离处，第二距离小于第一距离，并且发射蓝光的第三子像素270在距衬底210的第三距离处，第三距离小于第二距离。
[0088] 图6是根据实施例的图1B的电子显示器130的一部分600，该部分600包括被配置成减轻像场弯曲的多个像素元件。部分600包括像素元件605和光学块部分610。光学块部分610是(如上参考图1B所述的)光学块140的实施例。光学块部分610包括(如上参考图5所述的)光轴510。微凸块620、630、640和650中的每一个都是(如上参考图2所述的)微凸块220A的实施例。
[0089] 如图6所示，微凸块620、630、640和650中的每一个都与不同的高度相关联，使得安装在微凸块上的对应子像素与相应的平面外高度相关联。每个子像素的平面外高度是与光学块部分610的分离距离的函数。在图6的示例中，微凸块650与特定的平面外高度660(例如，6微米)相关联，使得子像素680与光学块部分610分开距离670。在一个示例中，距离670在100微米至500微米的范围内。平面外高度和与光学块部分610的分离距离之间的这种相对差异补偿了光学块部分610的像场弯曲。在一些配置中，光学块部分610可以包括具有一个或更多个旋转不对称表面的透镜，并且像素元件605可以包括多个平面外高度(这里未示出)，以补偿这种旋转不对称表面的
曲率半径差异。这种配置允许通过调节每个对应子像素的平面外高度660来补偿光学块部分610中透镜的像场弯曲。图6的实施例简化了光学块部分610的设计，并且可以在不牺牲呈现给用户眼睛150的可视媒体的
质量的情况下，实现光学块部分610的相对较小的透镜。
[0090] 附加配置信息
[0091] 本公开的实施例的前述描述为了说明的目的被提出；它并不意图为无遗漏的或将本公开限制到所公开的精确形式。相关领域中的技术人员可以认识到，按照上面的公开，许多
修改和变化是可能的。
[0092] 本描述的一些部分从对信息的操作的
算法和符号表示方面描述了本公开的实施例。
数据处理领域的技术人员通常使用这些算法描述和表示来向本领域的其他技术人员有效地传达他们工作的实质。虽然在功能上、计算上或逻辑上对这些操作进行了描述，但应理解为由计算机程序或等效
电路、微代码等来实现。此外，将操作的这些布置称为模块有时候也被证明是方便的而不失一般性。所描述的操作和它们的相关模块可以体现在软件、
固件、
硬件或其任何组合中。
[0093] 可以利用一个或更多个硬件或
软件模块单独地或与其他设备组合地来执行或实现本文描述的任何步骤、操作或过程。在一个实施例中，利用包括包含计算机程序代码的计算机可读介质的计算机程序产品来实现软件模块，计算机程序代码可以由计算机处理器执行，用于执行所描述的任何或全部步骤、操作或过程。
[0094] 本公开的实施例也可以涉及用于执行本文的操作的装置。该装置可以被特别构造成用于所需的目的，和/或它可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算设备。这种计算机程序可以存储在非暂性的、有形的计算机可读存储介质中，或者适于存储电子指令的任何类型的介质中，该介质可以耦合到
计算机系统总线。此外，
说明书中提到的任何计算系统可以包括单个处理器，或者可以是采用多处理器设计以提高计算能力的体系结构。
[0095] 本公开的实施例也可以涉及由本文所述的计算过程产生的产品。这样的产品可以包括由计算过程产生的信息，其中信息被存储在非暂时性的、有形计算机可读介质上且可以包括计算机程序产品或本文所述的其他数据组合的任何实施例。
[0096] 最后，在说明书中使用的语言主要为了可读性和指导目的而被选择，并且它可以不被选择来描绘或限制创造性主题。因此，意图是本公开的范围不由该详细描述限制，而是由在基于其的
申请上发布的任何权利要求限制。因此，实施例的公开意图对本公开的范围是说明性的，而不是限制性的，在所附权利要求中阐述了本公开的范围。
